Zur Produktion bitte!

»Die ›Synchropress‹-Technologie hat noch erhebliches Potential«, so ihr Erfinder Johannes Hülshorst. Die erste »250er« belegt seine Behauptung -doch die Entwicklung geht wohl noch viel weiter.

31. Mai 2005

Johannes Hülshorst, Geschäftsführer der HieGer GmbH in Delbrück, ist immer für eine Überraschung gut. Als der gelernte Werkzeugmacher und Steuerungstechniker vor Jahren schon nach einer Lösung für eine Beschneidepresse kompakten Ausmaßes suchte - zum Beschneiden von Stahleinlegeprofilen in einer Kunststoffenster-Fertigungsstraße -, entwarf er sie kurzerhand selbst. Der nur 80 x 25 x 60 cm kleine Vorläufer der heutigen Synchropress-Pressen war geboren: »40 Tonnen Preßkraft brachte die vollelektrische Beschneidepresse auf und löste eine hydraulische Presse in der Fertigung ab.« Das war 1991 eine echte Sensation. Die größte Schwierigkeit bei der Konstruktion rein elektrischer Pressen bestand jedoch im Finden des richtigen Konstruktionselementes für die Antriebe des Pressenbärs: »Der Antrieb der Presse muß einerseits in der Lage sein, enorme axiale Kräfte im dynamischen Bereich aufzunehmen, andererseits aber gute Beschleunigungswerte aufweisen.« Zwar könnte eine Trapezgewindespindel höchste Kräfte aufnehmen, aber die Wirkungsgrade sind hier eher bescheiden. Das Umgekehrte gilt für die Kugelgewindetriebe, die hochdynamisch sind, aufgrund ihrer Punkt-auf-Fläche-Pressung jedoch keine hohen Kräfteaufnahmen erlauben. Der Durchbruch gelang mit den Rollengewindetrieben, die alle geforderten Eigenschaften vorzüglich kombinieren.

Ultrapräzise, klein aber langsam?

In der Nähe von Delbrück, im westfälischen Rietberg, fertigt die Firma HieGer die Synchropress-Pressen. Das vollelektrisch angetriebene Pressensystem beruht auf vier angetriebenen Rollengewindetrieben, die die im Pressenbär fest eingebauten Muttern bewegen und die Kraftaufbringung gewährleisten. Kraftgesteuert lassen sich die Pressen mit einer Exaktheit verfahren, die bis dahin als unmöglich galt. 100stel-Millimeterweise kann eine »Synchropress« reproduzierbar verfahren, und sowohl Geschwindigkeit als auch positive und negative Beschleunigung können an jedem beliebigen Punkt des Verfahrweges individuell verstellt werden. Damit schuf Johannes Hülshorst die Idealpresse für den Werkzeugbau, wo man durch die exakte Regelung - beispielsweise mit einem Joystick - die Blechstreifen sozusagen in Zeitlupe schneiden, stanzen oder umformen kann.

An jedem beliebigen Punkt läßt sich der Preßvorgang sofort stoppen, bevor ein Stempelbruch oder andere Ungereimtheiten im Werkzeug teure Nacharbeiten nötig machen. Mag das neue Prinzip unter den Pressenbauern auch lebhaftes Interesse erzeugt haben, mehr als die Tauglichkeit zur Werkstattprobierpresse, wollte man ihr - aufgrund der maximalen Hubzahl von 60/min und den Preßkräften bis 120 Tonnen - jedoch nicht einräumen (bbr-Umfrage 4/2004 »Kommt die E-Klasse?«).

Start mit 100 t

Neben der Präzision und Kippsteifigkeit der Konstruktion bestechen »Synchropress«-Pressen durch kompakte Baumaße. Keine Pressengrube und kein Dachöffnen, um die Presse auf ihren endgültigen Standort zu hieven. Spezielle Hubwagen (hier läuft gerade die Patentanfrage) erlauben es, eine komplett montierte Synchropress direkt vom LKW an den Bestimmungsort zu rollen. »Das ist ein besonderer Kundenservice von uns«, meint Johannes Hülshorst. Doch noch ein ganz anderer, positiver Effekt hat sich eingestellt: Hülshorst hält triumphierend ein gewelltes Edelstahlblech in die Luft, einen sogenannten »Spacer«, der in Rußpartikelfiltern verbaut wird. »Mit bisheriger Pressentechnologie sind die Spacer aufgrund ihrer engen Kantenradien von 0,2 mm immer eingerissen. Wir hatten das Glück, daß wir das Werkzeug auf unserer ›Synchropress‹ austesten konnten. Nach kurzer Zeit fanden wir die Idealgeschwindigkeit, die das Edelstahlblech fließen läßt und die Rißbildung sicher verhindert«, erklärt Johannes Hülshorst. Der Kunde läßt nun die ersten 5.000 Stück bei HieGer auf der 100-t-Synchropress fertigen, um sie später selbst zu produzieren. Die einzigartigen Presseneigenschaften ermöglichen so die Fertigung von bisher undenkbaren Edelstahlwerkstücken. Wer weiß, welche bisher unlösbaren Fertigungsprobleme mit dieser Pressentechnik noch zu lösen sind?

Ein System mit Folgen

Bis die Synchropress den heutigen Bekanntheitsgrad erlangte, waren einige Schritte zu absolvieren: »2001 haben wir die erste Synchropress gebaut und systematisch bis zur Serienreife weiterentwickelt.« (bbr 7/8 2003 »Volle Kraft bei wenig Platz«.) 2004 gelang schließlich der Durchbruch, als die Pressenbauer ihr »Baby« in einer Hausmesse etwa 100 Interessenten vorstellten. Ende März des gleichen Jahres, auf der Südblech in Sinsheim, war der Synchropress-Messestand bereits dicht umlagert, und auf der Euroblech Ende Oktober schließlich waren handfeste Unterschriften unter den Verträgen. »Wir haben unser Messeexemplar auf der Euroblech innerhalb von 24 Stunden vom Stand weg verkauft! So etwas kenne ich höchstens aus den 60er Jahren«, erzählt HieGer- Geschäftsführer Hülshorst begeistert. »Aktuell - und diese Zahl ändert sich fast täglich - haben wir 263 Angebote erstellt. Unser erster Kunde, der bereits zwei Werkstattprobierpressen von uns laufen hat, bestellte inzwischen seine dritte Synchropress, diesmal als reine Produktionspresse.« Natürlich beinhaltet jedes noch so ausgefeilte Konzept einen Wermutstropfen. »Das sind noch die hohen elektrischen Anschlußwerte, wenngleich sie nur bei Spitzenbelastung tatsächlich benötigt werden«, erzählt Johannes Hülshorst -offen. »Aber auch hier haben wir längst Entwicklungen am Laufen, um etwa Bremsenergie zu puffern und dem System wieder zur Verfügung zu stellen. Damit werden wir bald moderatere Anschlußwerte erhalten.« Ein Schritt in diese Richtung ist sicher auch die Auslegung der Pressen genau auf die Bedürfnisse des Kunden. So liefert HieGer beispielsweise zwei Pressen mit identischen Preßkräften einmal mit 100 mm und einmal mit 180 mm Spindeldurchmesser aus, da im ersten Fall nur weiches Blech und im zweiten Fall Edelstahl zu schneiden ist. »Wir informieren uns explizit, was der Kunde mit seiner Synchropress machen will. Damit erhält jeder Kunde von uns, eine auf seine Bedürfnisse zugeschnittene Presse, ob als eine Werkstattprobier- oder Produktionspresse.«

Zur Produktion!

In der Produktionshalle wartet ein mächtiges Maschinengestell mit einer lichten Weite (von vorne) zwischen den Säulen von 2,5 m auf die Verheiratung mit dem gerade angelieferten Pressenbär. Dies ist die erste Synchropress mit Gußgestell und schnellste, kräftigste jemals gebaute elektrische Presse. 250 t Preßkraft, 100 Hübe pro Minute (eine Steigerung von knapp 67 Prozent zu bisher erreichten Hubzahlen!), sind die Eckdaten der Presse, die ein Kunde als reine Produktionspresse bestellt hat. In der Presse werden Folgeverbundwerkzeuge Dünnblech schneiden und formen. »Aufgrund der extremen Kippstabilität der Synchropress ist sie gerade für den Dünnblechbereich prädestiniert, denn hier wird mit extrem kleinen Spaltmaßen gearbeitet.« Daß aus der »250er« zugleich auch die schnellste Synchropress wurde, gelang durch die Reduzierung der rotatorischen Massen. Wie weit sich die Hubzahlen noch steigern lassen? Fest steht, auch hier ist noch nicht das letzte Wort gesprochen. Das gleiche gilt für die erreichbaren Pressenkräfte. Der Weg von der reinen Werkstattprobierpresse zur Produktionspresse scheint nun vorgezeichnet -und Johannes Hülshorst hat schon weitere Überraschungen auf Lager.

Erik Schäfer

KNOW-HOW

Das »Synchropress«-Prinzip

Das grundsätzliche Prinzip der Synchropress-Pressen beruht auf dem Antrieb des Pressenoberteiles - und der Krafterzeugung - durch Spindelantriebe. Die Kräfte werden hier durch Rollengewindetriebe erzeugt, angetrieben durch synchron laufende Servomotoren. Die elektronische Steuerung sorgt dafür, daß die Spindeln exakt die gleichen Umdrehungen machen. Somit ist eine exakte Parallelität zwischen Pressentisch und Pressenbär immer gewährleistet, unabhängig davon, ob der Krafteingriff mittig oder außermittig verläuft. Die Kräfte jeder einzelnen Spindel werden erfaßt und der Steuerung zur Auswertung zur Verfügung gestellt. Kräfte, die radial im Werkzeug zwischen Pressentisch und Pressenoberteil wirken können, werden durch vier großzügig dimensionierte Führungssäulen ausgeglichen.

Erschienen in Ausgabe: 03/2005